ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ ХАРАКТЕРИСТИК ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ ПРЯЖИ НА КОЛЬЦЕПРЯДИЛЬНЫХ МАШИНАХ

Прокудимова Т.В., Усенко В.Т.

Разработана методика проектирования характеристик кольцевой пряжи и расчета сменных крутильных зубчатых колес по заданному диапазону и параметру.

Ключевые слова: кольцепрядильная машина; линейная плотность пряжи; вытяжка; крутка; сменные крутильные зубчатые колеса; таблицы наладок; заданные диапазон и точность регулирования параметра.

ВВЕДЕНИЕ

Большинство текстильных машин специализированно и каждая из них предназначена для выработки определенного продукта (ленты, ровницы, пряжи, ткани и т.д.) при заданном диапазоне изменения качественных и количественных характеристик. Выпуск заданного ассортимента продукции достигается посредством изменения скорости рабочих органов машины, которое можно осуществить с помощью автоматических регуляторов или сменных зубчатых колес (шестерен). При этом выбор рациональной схемы регулирования определяется технологическими требованиями. В текстильных машинах наиболее часто используются сменные шестерни.

В специальной технической литературе отсутствуют методики расчета сменных шестерен, что не позволяет установить технологические постоянные, а следовательно, и разработать технологическую схему машины.

Решение данной актуальной задачи рассмотрим на примере расчета сменных крутильных шестерен, установленных в передачах между главным валом и выпускным цилиндром вытяжного прибора на кольцепрядильной машине П-76-5М6.

РАСЧЕТ ЧИСЛА ЗУБЬЕВ И КОЛИЧЕСТВА СМЕННЫХ ШЕСТЕРЕН ДЛЯ КОЛЬЦЕПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

Схема привода кольцепрядильной машины П-76-5М6 показана на рис. 1.

Веретено, вращаясь с частотой n_в, скручивает мычку, выходящую из вытяжного прибора со скоростью V_ц, с числом кручений

, (1)

где i_в - передаточное отношение тесемочной передачи, связывающей главный вал с веретенами; i_с - постоянная, равная передаточному отношению зубчатых передач между главным валом и выпускным цилиндром; d_ц - диаметр выпускного цилиндра; К_у - коэффициент укрутки пряжи; Z_k - число зубьев сменной крутильной шестерни; Z_n - число зубьев вспомогательной сменной шестерни.

Введя обозначение С_k=1000i_вZ_n/рd_цi_сК_у, представим формулу (1) в виде

(2)

Отсюда следует, что при ведущей сменной шестерне крутка в зависимости от Z_k изменяется по гиперболическому закону.

Комплект сменных крутильных шестерен Z_kmin…Z_kmax, устанавливаемых в приводе выпускного цилиндра, при выработке пряжи линейных плотностей T_min…T_max обеспечивает регулирование круток в пределах от K_max=C_k/Z_{k min} до K_min=C_k/Z_{k max}.

Основными показателями регулирования являются диапазон и точность регулирования.

Рис. 1. Схема привода машины П-76-5М6

Отношение граничных значений круток

(3)

определяет диапазон регулирования, в котором при разности в числе зубьев ?Z_k между соседними шестернями будет

t=(Z_{k max}-Z_{k min}) (4)

интервалов и q_k=t+1 сменных крутильных шестерен.

Совместное решение (3) и (4) выражений дает

(5)

(6)

Для определения численных значений чисел зубьев Z_k необходимо знать величину t. Обычно значением t задаются, исходя из опыта эксплуатации аналогичного оборудования. Эту зависимость можно найти по заданной точности регулирования.

Оценкой точности регулирования может служить отношение среднего значения изменения крутки ?К в одном интервале и ее среднему значению (K_min+K_max)/2 на всем диапазоне. Отсюда будем иметь

(7)

Число интервалов составит

(8)

На кольцепрядильных машинах имеет место разброс круток из-за проскальзывания веретен относительно ремня. Этот разброс составляет 1,7…3,0% для машин с тесемочным приводом на четыре веретена и 1,5…1,8% для машин с тангенциальным приводом веретен. При этом точность регулирования должна быть больше естественного разброса круток, то есть р>0,02

На рассматриваемой машине 67 сменных шестерен обеспечивает регулирование круток в пределах 302…1701 кр/м. на рис. 2 приведены зависимости K=f(Z_k), построенные по паспортным данным машины [1].

Анализируя полученные кривые, можно сделать следующие выводы:

весь диапазон круток разделен на три группы, каждая из которых имеет различные значения диапазона (d_1k=3,1; d_2k=1,8; d_3k=1,17) и точности (р₁=0,2; р₂=0,14; р₃=0,13) регулирования;

регулирование круток в каждом диапазоне обеспечивается различными комплектами сменных шестерен (q_1k=51; q_2k=41; q_3k=13);

в интервалах круток 522…622 кр/м и 345…355 кр/м имеет место дублирование наладок.

Рис. 2. Зоны регулировки круток на машине П-76- 5М6

Сначала проведем расчет сменных шестерен для всего диапазона круток при средней точности регулирования р=0,02.

На первом этапе расчета, задавшись ДZ_k=1, вычисляем Z_kmin и Z_kmax соответственно по формулам (5) и (6). Если окажется, что Z_kmin<17 (рекомендуемого минимального числа зубьев [2]), принимаем ДZ_k=2 и так далее до тех пор, пока Z_kmin станет больше или равно 17.

Далее по уравнению (2) находим С_k=Z_kminK_max и, наконец, последовательно подставляя в него Z_{k min}…Z_{k max} c шагом ДZ_k=2, вычисляем соответствующие им крутки. Количество сменных шестерен, рассчитанных по формуле (5) и используемых на машине, близки по величине. Сопоставляя эти данные можно сделать вывод, что деление диапазона на три группы, представленное в паспорте машины, не имеет смысла.

Графическая зависимость K=f(Z_k) изображена штриховой линией.

Обращаясь к рис. 3, разобьем ветвь гиперболы на три участка. При этом имеет смысл так разделить область изменения параметра, чтобы диапазон d_k, числа зубьев Z_k и их количество q_k были одинаковыми для каждой группы круток. Этого можно добиться, если на границах между участками в точках А и В будет реализовано равенство соотношений

(9)

Подставив в систему (9) предельные величины К, получим К_А=956кр/м и К_В=537кр/м

Действуя по аналогии с предыдущими расчетами и сохраняя р=0,02,

Подставляя в (2) последовательно Z_k=36…64 с ДZ_k=1, получим полный набор круток.

Графики круток в функции Z_k представлены на рис. 3. Сравнивая кривые рис. 2 с кривыми рис. 3 можно сделать вывод, что расположение на одном уровне границ между участками (точки А и В), при условии равенства диапазонов, устраняет дублирование регулировок параметра и, в конечном итоге, ведет к сокращению количества сменных крутильных шестерен в 70/29=2,4 раза при сохранении точности регулирования на прежнем уровне.

В таблице приведена система наладок привода машины для трех принятых групп круток.

Таблица наладок привода

Рис. 3. Диаграмма крутки в зависимости от числа зубьев сменной крутильной шестерни

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана методика проектирования характеристик кольцевой пряжи и расчета сменных крутильных зубчатых колес по заданному диапазону и параметру.

2. Получены аналитические зависимости К=f(Z_k), позволяющие установить минимальное количество сменных крутильных шестерен при необходимой точности регулирования, а также составить таблицы наладок.

кольцевая пряжа крутильный зубчатый колесо

Библиографический список

1. Справочник по хлопкопрядению / Под ред. Широкова В. П., Владимирова Б. М., Поляковой Д. А. М.: Легпромбытиздат, 1991.

2. Черник И. М.и др. Расчеты деталей машин. Минск: Высшая школа, 1992.

3. Проектирование технологии хлопкопрядения / Под. ред. Бадалова К.И. М.: МГТУ им.А.Н. Косыгина, 2004.